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論文

A Terrestrial SER Estimation Methodology Based on Simulation Coupled With One-Time Neutron Irradiation Testing

安部 晋一郎; 橋本 昌宜*; Liao, W.*; 加藤 貴志*; 浅井 弘彰*; 新保 健一*; 松山 英也*; 佐藤 達彦; 小林 和淑*; 渡辺 幸信*

IEEE Transactions on Nuclear Science, 70(8, Part 1), p.1652 - 1657, 2023/08

中性子を起因とする半導体デバイスのシングルイベントアップセット(SEU: Single Event Upset)は、地上にある電子機器の動作の信頼性に関係する問題となる。白色中性子ビームを用いた加速器試験では、現実的な環境の中性子起因ソフトエラー率(SER: Soft Error rate)を測定できるが、世界的にも白色中性子ビームを供給できる施設の数は少ない。ここで、多様な中性子源に適用可能な単一線源照射を地上におけるSER評価に適用できる場合、ビームタイムの欠乏を解消できる。本研究では、これまでに得られた測定結果のうち任意の1つを抽出し、これとPHITSシミュレーションで得たSEU断面積を用いた地上環境におけるSERの評価の可能性を調査した。その結果、提案する推定法で得られたSERは、最悪の場合でも従来のWeibull関数を用いた評価値と2.7倍以内で一致することを明らかにした。また、SER評価におけるシミュレーションコストを低減する簡易化の影響も明らかにした。

論文

Magnetic diffuse and quasi-elastic scatterings in frustrated magnet YBaCo$$_{4}$$O$$_{7}$$

左右田 稔*; 古府 麻衣子; 河村 聖子; 浅井 晋一郎*; 益田 隆嗣*; 吉沢 英樹*; 古川 はづき*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(9), p.094707_1 - 094707_5, 2022/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

The magnetic diffuse and the quasi-elastic scatterings of YBaCo$$_{4}$$O$$_{7}$$ on alternating kagome and triangular lattices have been studied through neutron scattering measurement. In the wide temperature region, the quasi-elastic scattering is observed, and forms the hexagon shape by connecting the magnetic superlattice points. The quasi-elastic scattering has the strongest intensity and the sharp profile around the magnetic transition temperature. From the temperature dependence of the quasi-elastic scattering, the existence of the Z$$_{2}$$ vortex transition is expected in YBaCo$$_{4}$$O$$_{7}$$.

論文

Dimensional reduction by geometrical frustration in a cubic antiferromagnet composed of tetrahedral clusters

大熊 隆太郎*; 古府 麻衣子; 浅井 晋一郎*; Avdeev, M.*; 幸田 章宏*; 岡部 博孝*; 平石 雅俊*; 竹下 聡史*; 小嶋 健児*; 門野 良典*; et al.

Nature Communications (Internet), 12, p.4382_1 - 4382_7, 2021/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:57.28(Multidisciplinary Sciences)

Dimensionality is a critical factor in determining the properties of solids and is an apparent built- in character of the crystal structure. However, it can be an emergent and tunable property in geometrically frustrated spin systems. Here, we study the spin dynamics of the tetrahedral cluster antiferromagnet, pharmacosiderite, via muon spin resonance and neutron scattering. We find that the spin correlation exhibits a two-dimensional characteristic despite the isotropic connectivity of tetrahedral clusters made of spin 5/2 Fe$$^{3+}$$ ions in the three-dimensional cubic crystal, which we ascribe to two-dimensionalisation by geometrical frustration based on spin wave calculations. Moreover, we suggest that even one-dimensionalisation occurs in the decoupled layers, generating low-energy and one-dimensional excitation modes, causing large spin fluctuation in the classical spin system.

論文

Weak ferromagnetic ordering disordered by Rh$$^{3+}$$ ions for LaCo$$_{0.8}$$Rh$$_{0.2}$$O$$_{3}$$

浅井 晋一郎*; 岡崎 竜二*; 寺崎 一郎*; 安井 幸夫*; 井川 直樹; 加倉井 和久

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.014034_1 - 014034_6, 2014/06

LaCoO$$_{3}$$中のCo$$_{3+}$$の一部をRh$$^{3+}$$で置換した強磁性物質LaCo$$_{0.8}$$Rh$$_{0.2}$$O$$_{3}$$について、Rh$$^{3+}$$によるオーダーリング効果を中性子散乱実験で調べた。Co(Rh)サイトにおける磁気モーメントは0.4$$pm$$0.2$$mu$$$$_{B}$$であり、これは本物質の飽和磁化結果と良い一致を示した。本研究から、本物質の強磁性オーダーリングは、Rh$$^{3+}$$イオンによって短距離域にて無秩序化することが明らかになった。

論文

Spin state of Co$$^{3+} $$ in LaCo$$_{1-x}$$ Rh$$_{x}$$O$$_{3}$$ investigated by structural phenomena

浅井 晋一郎*; 岡崎 竜二*; 寺崎 一郎*; 安井 幸夫*; 小林 航*; 中尾 朗子*; 小林 賢介*; 熊井 玲児*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(11), p.114606_1 - 114606_6, 2013/11

 被引用回数:6 パーセンタイル:43.6(Physics, Multidisciplinary)

LaCo$$_{1-x}$$ Rh$$_{x}$$O$$_{3}$$について中性子および放射光X線回折実験を行い、Co$$^{3+}$$イオンのスピン状態と結晶構造との関連を調べた。10KにおけるLaCo$$_{0.8}$$Rh$$_{0.2}$$O$$_{3}$$では、Co(Rh)O$$_{6}$$八面体のCo(Rh)-O間距離は理論値と一致し、格子体積は温度低下によって減少した。また、この格子体積の減少に伴って高スピン状態の比率は減少した。これらの結果から、Co$$^{3+}$$イオンのスピン状態は高スピン状態と低スピン状態が混在したものであり、高スピン状態は、Rh$$^{3+}$$イオンの置換によって生じたピン止め効果に加え熱励起によって発現することがわかった。

報告書

結晶質岩を対象とした坑道掘削における湧水抑制対策の計画策定と施工結果に関する考察

見掛 信一郎; 山本 勝; 池田 幸喜; 杉原 弘造; 竹内 真司; 早野 明; 佐藤 稔紀; 武田 信一; 石井 洋司; 石田 英明; et al.

JAEA-Technology 2010-026, 146 Pages, 2010/08

JAEA-Technology-2010-026.pdf:41.08MB
JAEA-Technology-2010-026-appendix(CD-ROM).zip:83.37MB

現在、瑞浪超深地層研究所において進めている研究坑道掘削工事では、坑道掘削に先立ちボーリング調査を行い、掘削範囲の地質や地下水状況を把握したうえで坑道を掘削している。調査の結果、深度200m付近の換気立坑側や深度300m研究アクセス坑道で大量湧水が発生する可能性が高いことがわかった。このため坑道掘削時の湧水を抑制する技術として、坑道掘削に先立ち掘削範囲周辺の割れ目にセメントを注入する工法(プレグラウチング)を行った。本報告書は、プレグラウチングの計画と実施過程で得られた技術的知見を取りまとめたものである。

報告書

瑞浪超深地層研究所・換気立坑における堆積岩部を対象としたポストグラウチング試験施工とその評価

久慈 雅栄*; 松井 裕哉; 原 雅人; 南出 賢司*; 見掛 信一郎; 竹内 真司; 佐藤 稔紀*; 浅井 秀明

JAEA-Research 2008-095, 54 Pages, 2009/01

JAEA-Research-2008-095.pdf:13.14MB

トンネル,地下発電所などの地下空洞建設にあたっては、掘削に伴い大量の湧水が発生することがある。空洞内への湧水は地上までの汲み上げや水質浄化に多大な費用を要することがあるため、場合によってはできるだけ湧水量を抑制することが望まれる。日本原子力研究開発機構で建設中の瑞浪超深地層研究所では、研究坑道の掘削に伴って発生する湧水の処理(水質調整)及び湧水抑制にかかわるコストを最小限に抑えることが施工上の課題となっている。さらに、今後掘削する領域の地質構造や地下水状況を調査した結果、特定の深度で大量湧水が発生する可能性が高いことがわかった。そこで瑞浪超深地層研究所においては、既に研究坑道掘削を終了した区間における湧水抑制対策としてポストグラウチング工法を採用し、その有効性を把握するために、換気立坑堆積岩部を対象としてポストグラウチングの基本的な設計・施工方法を検討し、試験施工を実施した。その結果、今回実施したポストグラウチング工法は、透水性の改良効果や、注入次数の増加に伴う注入量の減少傾向による改良効果を確認することができた。本報告書では、ポストグラウチング試験施工の概要とともに、その過程で得られた知見などをとりまとめた。

論文

大深度立坑とその湧水抑制対策; 瑞浪超深地層研究所の事例

久慈 雅栄*; 浅井 秀明; 見掛 信一郎; 原 雅人

前田建設技術研究所報(CD-ROM), 8 Pages, 2008/09

日本原子力研究開発機構では、高レベル放射性廃棄物地層の処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、瑞浪超深地層研究所を建設中である。研究所では、研究坑道の掘削に伴って発生する湧水の処理が課題となった。さらに、今後掘削する領域を調査した結果、特定の深度で大量湧水が発生する可能性が高いことがわかった。そこで、湧水抑制対策としてグラウチング工法を採用することとし、既に掘削している領域を対象としたポストグラウチング試験施工,坑道掘削に先行して注入するプレグラウチングを実施した。その結果、ポストグラウチングについては注入領域での大幅な透水性の低下(止水性の向上)、プレグラウチングでは湧水発生の抑制を図ることができた。

口頭

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する研究

松井 裕哉; 見掛 信一郎; 浅井 秀明; 杉原 弘造

no journal, , 

超深地層研究所計画における工学技術に関する研究は、研究課題として、「研究坑道の設計・施工計画技術の開発」,「研究坑道の建設技術の開発」,「研究坑道の施工対策技術の開発」,「安全性を確保する技術の開発」の4項目を設定している。平成19年度は、研究を合理的に進める観点から、平成17年度から開始した第2段階の工学技術の成果と課題の整理を実施した。また、個別研究として、花崗岩部の掘削時に得られた計測データなどに基づく設計の妥当性の検討,地山補強対策工の注入効果の検討,坑道の安定性に影響を与える可能性が考えられる高差圧の影響評価に関する検討と対策工の整理やプロジェクト全体を対象としたリスク事象の抽出及び各リスク事象に対するリスク評価方法について概略的な検討を行った。その結果、工学技術に関する第2段階の研究の方向性が示されるとともに、深度200mまでの範囲では、第1段階で実施した施設設計が結晶質岩部に対してもおおむね妥当であることがわかった。さらに、高差圧の影響評価の考え方,坑道の長期的な維持補修に関する研究計画やプロジェクト全体を対象としたリスクマネジメント手法を提示した。

口頭

瑞浪における超深地層研究所計画の現状,3; 深地層における工学技術に関する研究

浅井 秀明; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 杉原 弘造

no journal, , 

結晶質岩を主な対象とした超深地層研究所計画では、深部の地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備と深地層における工学技術の基盤の整備を全体目標とした調査研究を進めている。そのうち、後者である深地層における工学技術に関する研究は、研究坑道の掘削を伴う研究段階において、(1)研究坑道の設計・施工計画技術の開発,(2)研究坑道の建設技術の開発,(3)研究坑道の施工対策技術の開発,(4)安全性を確保する技術の開発という調査研究を実施している。本稿では深地層における工学技術に関する研究の現状について紹介する。

口頭

瑞浪における超深地層研究所計画,2; 深地層における工学技術に関する研究の現状

浅井 秀明; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 伊藤 洋昭; 堀内 泰治; 石井 洋司

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所計画の一環として、結晶質岩を対象とした深地層における工学技術の基礎の開発を実施している。現在は研究坑道の掘削に伴う研究段階において、工学技術の有効性を確認するための調査研究を実施している。深度300mまでの研究成果と今後の予定について報告する。

口頭

MIUの現状; 深地層における工学技術開発

松井 裕哉; 見掛 信一郎; 浅井 秀明; 石井 洋司; 堀内 泰治; 熊田 宏治

no journal, , 

原子力機構の瑞浪超深地層研究所(MIU)は、高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる基盤技術の提供を目的とした調査研究のサイトである。本プロジェクトの一環として、深地層の工学技術にかかわる研究開発をMIUにて実施しており、その目的は深地層を対象とした施設の設計・建設にかかわる既存技術の適用性評価及び高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる技術基盤の提供である。本研究では、設計施工計画技術,掘削技術,施工対策技術,安全を確保する技術という4つの研究課題を設定し、超深地層研究所計画第2段階における研究開発を進めている。本報告は、2009年度までに実施した本研究の成果の概要を示したものである。

口頭

Nuclear structure studies of $$^{254}$$Es region by Coulomb excitation $$gamma$$-ray spectroscopy

柳原 陸斗; 井手口 栄治*; 西尾 勝久; Orlandi, R.; 牧井 宏之; 浅井 雅人; 廣瀬 健太郎; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 佐藤 哲也; et al.

no journal, , 

What is the limit of high Z nucleus, where is the island of stability, is one of the focus of nuclearphysics. Key ingredient to stabilize nucleus in this super-heavy region is shell structure and Z=114,120, N=184 are predicted to be new magic numbers. However, it is not easy to produce such nucleus and study the shell structure. In order to access such shell structure, we are focusing on the deformed nucleus of the heavy mass region including Es isotopes. By studying the excited states, spin and parity, and deformation, we will be able to access the single-particle orbital which is supposed to generate new shell structure at Z=114, 120, N=184 and try to investigate nuclear shell structure in the super-heavy mass region. Coulomb excitation experiment at the Tokai Tandem Accelerator Laboratory of JAEA is planned to measure B(E2) values of low-lying states in $$^{254}$$Es and to deduce the deformation. Unknown high-lying states of $$^{254}$$Es will be also investigated for further understanding of nuclear structure in this region. We obtained $$^{254}$$Es via an international collaboration with ORNL. CAGRA will be used to measure the $$gamma$$ rays from $$^{254}$$Es. Experimental plan and preparation progress will be presented.

口頭

様々な中性子源に適用可能な地上環境ソフトエラー率評価手法

安部 晋一郎; 橋本 昌宜*; Liao, W.*; 加藤 貴志*; 浅井 弘彰*; 新保 健一*; 松山 英也*; 佐藤 達彦; 小林 和淑*; 渡辺 幸信*

no journal, , 

二次宇宙線中性子によって引き起こされる半導体デバイスのシングルイベントアップセット(SEU: Single Event Upset)は、電子機器の一時的な誤動作(ソフトエラー)の一因である。我々は、1つの測定値と放射線挙動解析コードによるシミュレーションを活用した、様々な中性子源に適用可能な地上環境ソフトエラー率(SER: Soft Error Rate)評価手法を新たに開発した。また、これまでに様々な中性子照射施設で得た設計ルール65nmのBulk SRAMに関する測定値を用いて、従来手法と提案手法を用いてそれぞれ地上環境SERを算出し、両者の比較を通じて提案手法の妥当性および有効性などを明らかにした。本研究成果のレビュー講演を、荷電粒子等によるSEUを対象とする宇宙環境の研究者が多く参加する第67回宇宙科学技術連合講演会のオーガナイズドセッションにて行う。

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